毛云玲,张雨,郭永清,郝佳波,段兆尧,刘治邦,关淑文,陆斌
(1.云南省林业和草原科学院,云南 昆明 650201;2.保山市昌宁县耈街乡林业服务中心,云南 保山 678113)
竹叶花椒(Zanthoxylumarmatum)又称竹叶椒[1]、青花椒[2],是集食用、药用和生态价值于一体的木本经济树种[3]。随着其食品、香料、化工、药用和生态治理方面的功能不断得到开发,竹叶花椒在区域经济发展中起到了越来越重要的作用[3-4]。云南是竹叶花椒传统种植地区,竹叶花椒主要分布在滇东北、滇中、滇西北金沙江流域[5]及滇东北、滇东南、滇西北、滇中等地的干热河谷区和岩溶石漠化地区[3],目前已经发展成为云南重要的经济林树种之一。
多年来课题组在调查、收集竹叶花椒种质资源的基础上,以提高产量、增进品质、方便作业、降低采摘成本为目标开展竹叶花椒无性系良种选育试验研究,选育出了2个优良品种,解决了其育苗、建园、抚育管护中的一些技术难题。所选育的竹叶花椒‘云林1号’‘云林2号’优良无性系具有早实、丰产、品质优良、抗逆性强且刺少的特点,其椒果品质可达到或超过国家林业行业标准规定的特级花椒要求。2018年,‘云林1号’‘云林2号’优良无性系被云南省林木品种审定委员会认定为良种(良种编号:云R-SC- ZA-040-2018、云R-SC- ZA-041-2018),适合在昆明市、昭通市及气候相似地区种植。现将‘云林1号’‘云林2号’优良无性系的选育和丰产栽培要点进行总结,以期为竹业花椒的优良无性系选育提供参考,为花椒产业发展提供技术支撑。
在云南省竹叶花椒主要分布区,采用单株选育法,按照优株标准制定→群众报优→初选、复选→决选→无性繁殖与子代测定→品比试验→优良无性系的竹业花椒优良无性系选育程序,筛选出丰产、品质优良、耐寒、耐旱、抗病虫害、无刺或少刺的优良单株,建立无性系,开展无性系嫁接扩繁与示范种植。
2012年起在昆明树木园内进行无性系子代测定,试验以普通实生树上采集接穗繁殖的嫁接植株为对照,嫁接地海拔1 928 m。2013年后逐渐嫁接育苗并陆续引种到文山州(砚山县,海拔1 400 m)、丽江地区(玉龙县和永胜县,海拔1 700 m)、楚雄州(双柏县,海拔1 200 m)、昆明市(禄劝县,海拔1 580 m)、昭通地区(鲁甸县,海拔1 300 m)、红河州(红河县,海拔1 080 m)等地开展区域性试验。经过对物候期、果实品质、结实性状等特性综合观察分析以及区域栽培适应性试验,从中筛选出具有品质优良、丰产、抗逆性强、无刺或少刺等特性的优良无性系。
在昆明树木园内,‘云林1号’3月初开始萌动,3月初开花,3月中旬展叶,4月初坐果,7月中旬果成熟,7月下旬采摘青椒,8月下旬果实成熟变红。‘云林2号’3月初开始萌动,3月中旬开花,3月中旬展叶,4月初坐果,7月中旬至8月中旬果成熟,8月底果实成熟变红,‘云林1号’‘云林2号’在多点的物候期比较,见表1。
表1 ‘云林1号’、‘云林2号’物候期比较Tab.1 Phenology comparison of‘Yunlin No.1’and‘Yunlin No.2’
在7个种植地,‘云林1号’表现为先花后叶,‘云林2号’则是花叶同期。
在昆明树木园内,‘云林1号’嫁接后2 a初果,比实生幼树(对照)早2年;4 a即进入盛果期,比对照早2 a;刺少,平均每10 cm枝条有刺4.6枚,比对照少48%;4 a生植株平均产干果4.85 kg,比对照多1 484%。7 a生树高2.4 m,基径18 cm,冠幅5.5 m×5.5 m。‘云林2号’嫁接后2 a初果,比对照早2 a;4 a即进入盛果期,比对照早2 a;刺少,平均每10 cm枝条有刺5.2枚,比对照少42%;4 a生植株平均产干果4.83 kg,比对照多1 473%。7 a生树高2.5 m,基径19 cm,冠幅6 m×5.5 m。
‘云林1号’‘云林2号’果实性状在个多地点的观测结果(表2)表明,各观测性状在不同地方间变异系数皆不到10%,尤其是每10 cm枝刺数,其变异系数不到5%,初果期、盛果期在各地保持一致。综合结实特性来看,2个优良无性系在昆明、鲁旬2地表现较好。
表2 ‘云林1号’‘云林2号’果实性状比较Tab.2 Fruit traits comparison of‘Yunlin No.1’and‘Yunlin No.2’
‘云林1号’果穗长4~7 cm,每穗挂果约20~150粒,果直径0.4~0.6 cm,果柄长0.1~0.3 cm;鲜果千粒重76.2~93.6 g,干果千粒重33.6~40.55 g,去籽干果千粒重15.7~21.34 g;干果水分含量13.9%~27.8%;干果挥发油含量8.7~15.4 mL/100g,颗粒饱满、果皮厚,色泽翠绿鲜亮、密生疣状凸起的油点,气味芳香浓郁,麻味浓烈纯正、持久。
‘云林2号’果穗长5~6 cm,每穗挂果约20~140粒,果直径0.4~0.5 cm,果柄长0.4~0.5 cm;鲜果千粒重82.4~107.78 g,干果千粒重29.59~35.06 g,去籽干果千粒重14.25~18.2 g;干果水分含量9.55%~12.78%;干果挥发油含量8.46~11.4 mL/100g。颗粒饱满、果皮厚,色泽翠绿鲜亮、密生疣状凸起的油点,气味芳香浓郁,麻味浓烈纯正、持久。
‘云林1号’与‘云林2号’果实品质数据,见表3。由表3可看出,两无性系果穗大、颗粒大,产量高。干果挥发油含量远大于4.0 mL/100 g,香气浓郁、纯正,达到国家林业行业标准[6]特级花椒挥发油含量的要求。综合来看,昆明、鲁旬2地椒果品质较好。
表3 ‘云林1号’‘云林2号’果实品质比较Tab.3 Fruit quality comparison of‘Yunlin No.1’and‘Yunlin No.2’
经过对物候期、果实品质、结实特性等性状观察分析并结合多点栽培适应性表现,选育出的竹叶花椒无性优良品种‘云林1号’‘云林2号’具有早实、丰产、品质优良、抗逆性强且刺少的特点,其优良无性系具有如下植物学特性。
‘云林1号’树姿开张,树势旺,树皮灰色,枝条密集,发枝力强,新枝颜色绿色,主干、分枝和结果枝刺少且小;小叶3~5片,叶片狭椭圆形,顶端急尖,顶叶发达,叶片腺点3~7个,叶片无刺,落叶晚且不完全,春季先开花后展叶;芽绿色,近三角状;果枝率约95%,果穗柄长0.1~0.3 cm,果穗中不带叶或少叶,果穗长4~7 cm,每穗挂果约20~150粒;果直径0.4~0.6 cm,颗粒饱满、颗粒大、果皮厚,密生疣状凸起的油点,色鲜亮,麻味纯正、持久。其特性为抗寒性强,刺少且小,果穗大且少叶,果柄短,产量高,品质优良。‘云林1号’优良无性系母树位于云南省昭通市永善县黄华镇(103°15′E,27°30′N,海拔1 280 m),树龄28 a,树高4.5 m、基径46 cm、冠幅7.5 m×8 m,单株年产鲜花椒40 kg。
‘云林2号’树姿开张,树势旺,树皮灰色,枝条密集,发枝力强,新枝颜色绿色,主干、分枝和结果枝刺少且小;小叶3~5片,叶片狭椭圆形,顶端急尖,顶叶发达,叶片腺点2~5个,叶片无刺,落叶晚且不完全,春季花叶同期萌动;芽绿色,近三角状;果枝率约95%,果穗柄长0.4~0.5 cm,果穗中带叶,果穗长5~6 cm,每穗挂果约20~140粒;果直径0.4~0.5 cm,果皮上腺体多,颗粒饱满、颗粒大、果皮厚,色鲜亮,麻味纯正。其特性为抗寒性强,刺少且小,果柄较长,果穗大,产量高,品质优。‘云林2号’优良无性系母树位于云南省昭通市永善县黄华镇(104°01′E,28°30′N,海拔1 320 m),树龄30 a,树高4.7 m、基径48 cm、冠幅8 m×8 m,单株年产鲜花椒38 kg。
(1)接穗采集 穗条从嫁接2~3代的无性系采穗圃或树势强壮、优质丰产、无病虫害的壮年嫁接母树上采集。采穗时间为树木落叶后至翌年春季萌芽前1个月左右。采集芽饱满的发育枝作接穗。
(2)嫁接时间 1月中旬至3月上旬均可。
(3)砧木与嫁接方法 砧木可选用实生的竹叶花椒,也可选用毛刺花椒等嫁接亲和性好、生长旺盛、抗逆性强的近缘种。砧木苗宜选用容器苗,也可以选用裸根苗。嫁接采用切接和插皮接均可。
(4)苗期管理 除萌、解绑嫁接苗成活后,及时抹除砧木上的幼芽。7月下旬嫁接苗的新梢长达50~70 cm即可解绑,也可待种植时再解绑以防止起苗或运输途中接口裂开。
浇灌及排水旱季应保持苗床土壤湿润,应每间隔10~15 d浇水1次。雨季来临后则应注意苗圃地排水。
施肥除草在6—7月苗木生长旺盛期,每采用沟施或穴施尿素30 kg,秋季适当追施磷钾肥。在整个苗木生长期中,应视苗床杂草生长情况中耕除草3~4次。
苗期病虫害防治可用1%硫酸铜或甲基托布津1 000倍液浇其苗根部,每亩用液250~300 kg预防苗期根腐病;用2.5%溴氰菊脂500倍液防治象鼻虫、刺蛾、金龟子等害虫。
(1)园地选择 应选择年平均温度12.7~19.0 ℃,最冷月平均气温4~10 ℃,极端最低温度-5.0 ℃,全年日照时数在2 000 h以上,年降雨量800~1 200 mm的地区域种植。种植地应是阳光充足,坡度≤25°,土层厚度≥1.0 m,地下水位≤1.5 m,通透性良好的酸性或微酸性砂壤土、轻壤土和壤土排灌方便的地块。
(2)定植 ‘云林1号’‘云林2号’定植密度一般采用3 m×4 m株行距,一般定植穴规格为宽40.0~60.0 cm、深25.0~30.0 cm,株施有机肥2.0~3.0 kg,尿素0.3~0.5 kg,磷肥0.5~1.0 kg作为底肥,做到重施底肥、熟土填穴、根展苗直和定根水足。
(3)田间管理 开花期追施0.3%尿素+0.5%磷酸二氢钾+0.2%硼砂1次;谢花期追施尿素0.3~0.5 kg/株;果实膨大期喷施0.3%尿素+0.3%磷酸二氢钾1次。
修剪 定植后第1 a进行定干,留干高度30.0~50.0 cm;翌年留取3~4个骨干枝,培育自然开心树形;第3 a每个骨干枝上选留2~3个侧枝,培养结果枝;进入结实期后需要每年回缩结果枝,促进新梢萌发并培养成次年的结果枝。幼树修剪宜在进入休眠前的秋天进行。
病虫害防治 主要防治的害虫有红蜘蛛、刺蛾以及凤蝶等多种害虫,可利用频振式杀虫灯、黑光灯等,于夜间挂于椒林间诱杀虫;采取人工捕捉害虫、刮出虫卵、捕捉天牛、蚱蝉、金龟子等害虫。冬季清园,树干涂白、采用草纯、塑料薄膜等包裹树干,阻止入侵产卵的危害。注意防治叶锈病、褐斑病、干腐病、蚜虫、花椒凤蝶、天牛等病虫害。
竹叶花椒在不同地方有不同的别称,在云南不同地方就有多个别称,如野花椒(云南双柏)、山椒(云南文山)、狗花椒(云南砚山)等,而在《云南植物志》[1]中野花椒(Z.simulans)为另外一种植物的中文学名,同时也为滇产刺花椒(Z.acanthopodium)的别称(云南梁河);山椒、狗花椒为花椒属(ZanthoxylumL.)多个种的共有俗称。另外,‘藤椒’‘九叶青’‘金阳青花椒’等为竹叶花椒的栽培品种,因其鲜果碧绿色、干果呈灰绿色在花椒调味品市场上统称为“青花椒”[2],竹叶花椒也以青色未成熟果皮的形式使用,也有青花椒的别称。然而,花椒属存在另外一种同名植物——青花椒(Z.schinifolium),其分布在我国五岭以北、辽宁以南大多数省区,多见于平原至海拔800 m山地丘陵,云南不产[8]。市场上有将竹叶花椒、野花椒、青花椒充作花椒的,三者在民间也有将之作花椒用,但未经选育者风味均较淡,或微带苦味。如此同种异名、同名异种的混乱现象,导致表述存在物种的不确定性,如文献中出现的是青花椒(Z.schinifolium),实际调查是竹叶花椒[2],这给他人研究、查阅文献带来极大困惑;同时,也易造成种植区品种混杂,谱系不清,不利于花椒良种的进一步选育。因而,有必要采取相应措施,务使在种苗流通及造林中完善种苗档案登记,使其来源有据可查。
竹叶花椒花为单性花,雌雄同株,雄花中雌蕊不育,雌花中雄蕊不育;少或有两性花,但未至成熟雌雄之一便即退化。叶萌等[9]研究了青花椒与藤椒(Z.armatum‘Tengjiao’),发现它们虽然可以长出雄花,但花粉不具备萌发能力,其种子同样由无融合生殖形成。张海霞[10]发现藤椒进行有性生殖的可能性极小,但能进行无融合生殖,其坐果率≥24.21%。刘映红等[11]发现栽培的花椒(Z.bungeanum)无雄花,雌花自发形成珠心胚和胚乳;野花椒有花粉而且可以正常萌发,但花粉管无法正常发育,使得双受精无法正常进行,种子由珠心胚形成。由此可见,花椒属植物不经过双受精就直接形成种子在国内的栽培花椒上是很常见的现象,这使得其杂交育种的应用受到了限制。由于无融合生殖的特性,实践中见到的均为芽变选种[12],也即通过单株选育法获得具有优良性状的品系是可行的方法。
竹叶花椒种子由无融合生殖形成,种子繁殖能够保持母树的优良性状,在生产上花椒可采用种子育苗种植。然而,由于外源及内源性萌发障碍的存在,竹叶花椒出苗率不到10%,且在常温下贮存寿命不超过1 a,给生产上带来了许多不利因素,制约其大面积应用推广[13]。同时花椒主干、枝条密生皮刺,采摘困难,且因采摘损伤果实表面疣状突起的油包会导致果皮色泽变暗,香味变淡,品质下降。因此选育具有早实、丰产、品质优良、抗逆性强且刺少的特点优良无性系,以嫁接方式繁育以保持母树优良性状,以提高种植收益。
在河北、陕西、重庆、云南、四川5个我国花椒主产省市中,四川、云南的花椒品种选育工作开展较晚,选育树种主要为花椒(Z.bungeanumMaxim.)、竹叶花椒两个种[7]。近年来,云南省在花椒种质资源收集、良种选育方面取得了一定的成就,截至2018年底共认定花椒良种11个[5]。但总体来讲,云南花椒育种研究起步较晚,良种数量少,花椒育种速度与生产发展的需要不相匹配[3]。因此,在实际生产中迫切需要品质好、产量高、抗逆性强、适应性较佳的花椒品种。本研究利用单株选择法选育的‘云林1号’‘云林2号’竹叶花椒无性系具有生长健旺、适应性和抗逆性强,果大、色佳、椒皮麻味浓郁等特点。其品质可达到或超过国家林业行业标准规定的特级花椒要求。尤其是嫁接繁殖苗可以保持皮刺量少的优良性状,便于生产作业,利于降低采摘成本,适宜在与昆明市、昭通市及气候相似地区种植。
竹叶花椒适应性强,耐土壤干旱、瘠薄,在分布区能适应从丘陵坡地至海拔2 200 m山地的多类生境,包括石灰岩山地[8]。竹叶花椒作为先锋树种,在植被恢复困难地区如干热河谷地区、岩溶地区甚至矿山废弃地植被恢复中得到越来越多的应用。但是李联队等[14]研究提示花椒叶和果皮对Cd(镉)、Cu(铜)和Hg(汞)有明显的吸收和富集特性,花椒叶和果皮中部分重金属含量超标的原因可能与其吸收和富集特性有关。陈泽华等[15]报道南京市整体上存在一定程度的土壤重金属污染,与全国大多省会城市土壤环境相同,在南京市八卦洲上的农田中Cr、Cu、Zn处于轻微污染等级。因而,除了考虑矿山废弃地因其重金属含量过高,在其上种植竹叶花椒或因其果皮对重金属的吸收和富集特性有可能导致其椒果重金属含量超标外,在种植园选址时也需排除那些受过重金属污染的土地。